مرکاپتان چیست ؟ | سپهر گاز کاویان تولید کننده و تامین کننده گازهای خالص وترکیبی دارای گواهینامه ISO17025 و آزمایشگاه مرجع اداره استاندارد ایران می باشد.جهت خرید گازهای خالص و ترکیبی تماس بگیرید.02146837072– 09304304437
مرکاپتان (Mercaptan) که با نام شیمیایی تیول (Thiol) نیز شناخته می‌شود، گروهی از ترکیبات آلی حاوی گوگرد است که به دلیل بوی بسیار تند و ناخوشایند خود، در صنعت و ایمنی کاربردهای فراوانی دارد. این ماده، اگرچه در مقادیر اندک وجود دارد، ولی نقشی کلیدی در ایمنی گازهای بی‌بو مانند گاز طبیعی ایفا می‌کند. در این مقاله، به معرفی ساختار شیمیایی، انواع مرکاپتان، کاربردها، خطرات، نکات ایمنی، روش‌های تولید و نحوه خرید و استفاده از آن خواهیم پرداخت.
۱. تعریف (Thiol)
مرکاپتان‌ها ترکیبات آلی حاوی یک گروه سولفیدریک (-SH) هستند که به یک زنجیره کربنی متصل‌اند. فرمول عمومی آنها به صورت R–SH است که در آن R نشان‌دهنده یک گروه آلکیل یا آریل و SH همان گروه تیول یا سولفیدریک است.
تفاوت (Thiol) با الکل:
الکل‌ها گروه عاملی -OH دارند، در حالی که در مرکاپتان‌ها، اکسیژن با گوگرد جایگزین شده است که موجب بوی قوی و خاص آنها می‌شود.
۲. ساختار و ویژگی‌های شیمیایی
- فرمول عمومی: R–SH
- جرم مولی: وابسته به نوع مرکاپتان
- حالت فیزیکی: معمولاً مایع در دمای اتاق
- رنگ: بی‌رنگ یا زرد کم‌رنگ
- بو: بسیار قوی، تند و شبیه بوی سیر یا گوگرد فاسد
- حلالیت: محلول در اکثر حلال‌های آلی؛ برخی تیول‌ها در آب حل می‌شوند
- نقطه جوش: پایین‌تر از الکل‌های مشابه به‌دلیل پیوندهای ضعیف‌تر
۳. انواع :
می‌توانند براساس ساختارشان به دو دسته کلی تقسیم شوند:
- آلیفاتیک: مانند متیل‌مرکاپتان (CH₃SH) و اتیل‌مرکاپتان (C₂H₅SH)
- آروماتیک: مانند بنزیل‌مرکاپتان (C₆H₅CH₂SH)
پرکاربردترین ها:
- متیل‌مرکاپتان (Methanethiol): بوی بسیار قوی، گاز بی‌رنگ، کاربرد در افزودن بو به گاز طبیعی
- اتیل‌مرکاپتان (Ethanethiol): یکی از رایج‌ترین بو دهنده‌ها برای گاز مایع (LPG)
۵. خطرات و نکات ایمنی
الف) خطرات:
- سمیت تنفسی: استنشاق این گاز در غلظت بالا می‌تواند باعث سردرد، تهوع، سرگیجه و خفگی شود
- قابلیت اشتعال: بسیاری از آنها اشتعال‌پذیرند.
- بوی تند و آزاردهنده: حتی در غلظت‌های بسیار کم، موجب آزار افراد می‌شود.
ب) اقدامات ایمنی:
- استفاده از تهویه مناسب در محیط‌های بسته
- استفاده از ماسک مخصوص گازهای آلی
- ذخیره‌سازی در ظروف دربسته، دور از حرارت و شعله
- دوری از منابع جرقه و شعله
- رعایت دستورالعمل‌های MSDS برای هر نوع مرکاپتان خاص
۶. نحوه تولید
معمولاً از واکنش تیول‌ها با هالیدهای آلکیل یا از سولفید هیدروژن و الکل‌های خاص در حضور کاتالیست تولید می‌شوند.
مثال ساده واکنش سنتز:
R−X+NaSH→R–SH+NaXR-X + NaSH → R–SH + NaXR−X+NaSH→R–SH+NaX
که در آن R-X یک آلکیل‌هالید و NaSH یک منبع تیول است.
۷. قیمت و خرید
عوامل مؤثر بر قیمت:
- نوع (متیل، اتیل، بنزیل و…)
- درصد خلوص
- برند و کشور سازنده
- نوع بسته‌بندی (کپسول گاز، ظروف مایع، حجم بالا)
- نیاز به حمل ایمن و هزینه‌های حمل‌ونقل
نحوه خرید:
- از طریق شرکت‌های تامین‌کننده مواد شیمیایی صنعتی
- شرکت‌های تخصصی گازهای صنعتی و خاص
- با اخذ تأییدیه ایمنی و رعایت قوانین حمل و نگهداری مواد خطرناک
۸. جایگاه در ایمنی صنعتی
از دیدگاه ایمنی، یکی از مهم‌ترین افزودنی‌ها به شمار می‌روند که از فجایع ناشی از انفجار گاز جلوگیری می‌کنند. اگرچه این مواد ذاتاً سمی هستند، ولی در غلظت‌های بسیار پایین، صرفاً نقش هشداردهنده دارند. بسیاری از استانداردهای بین‌المللی از جمله NFPA و OSHA نیز بر استفاده از مرکاپتان در گازهای بی‌بو تأکید دارند.
کاربرد (Mercaptan) در ایمنی گاز طبیعی و گاز مایع (LPG)
1.چرا نیاز به افزودن بو به گاز است؟
گازهای قابل احتراقی مانند گاز طبیعی (متان) و گاز مایع (پروپان و بوتان) به‌طور طبیعی بی‌بو هستند. در صورت نشت، تشخیص آنها بدون ابزار تخصصی ممکن نیست و می‌تواند منجر به انفجار یا مسمومیت شود.
نقش :
مرکاپتان‌ها مانند اتیل‌مرکاپتان (C₂H₅SH) یا متیل‌مرکاپتان (CH₃SH) به این گازها اضافه می‌شوند تا بوی زننده و هشداردهنده‌ای ایجاد کنند که حتی در غلظت‌های بسیار کم نیز قابل شناسایی باشد.
مزایا:
- هشدار سریع در صورت نشت گاز
- افزایش ایمنی در منازل، کارخانه‌ها و خطوط لوله
- شناسایی دقیق محل نشتی با استفاده از حس بویایی انسان
2.استفاده در صنایع پتروشیمی و پالایش نفت
الف) کنترل واکنش‌های پلیمریزاسیون
مرکاپتان‌ها به‌عنوان عامل زنجیره‌بر (chain transfer agents) در تولید پلیمرهایی مانند پلی‌اتیلن و پلی‌پروپیلن استفاده می‌شوند. آنها به کنترل وزن مولکولی و خواص نهایی پلیمر کمک می‌کنند.
ب) حذف ترکیبات نامطلوب
در پالایش نفت خام، از مرکاپتان‌ها برای گوگردزدایی شیرین‌سازی نفت یا تولید ترکیبات واسطه استفاده می‌شود.
ج) تثبیت‌کننده در فرآیندها:
برخی مرکاپتان‌ها برای پایدارسازی رادیکال‌ها در واکنش‌های شیمیایی حساس به کار می‌روند.
3. کاربرد در صنایع دارویی
در ساخت برخی داروها نقش دارند، از جمله:
- داروهای ضدویروس و ضدسرطان: به‌عنوان ماده اولیه در سنتز مولکول‌های پیچیده
- ترکیبات حاوی گوگرد: که در درمان بیماری‌های پوستی یا عفونت‌های قارچی استفاده می‌شوند
- مواد واسطه در ساخت ترکیبات آلی گوگرددار که در بدن عملکردهای زیستی متعددی دارند
4.استفاده در کشاورزی و تولید سموم
الف) حشره‌کش‌ها و قارچ‌کش‌ها
برخی ازآن ها در تولید آفت‌کش‌ها و قارچ‌کش‌ها به‌کار می‌روند که دارای خواص ضدباکتریایی یا ضدقارچی قوی هستند.
ب) دفع‌کننده حیوانات
به‌دلیل بوی زننده‌شان، در تولید مواد دفع‌کننده حیوانات موذی مانند موش، گراز، و پرندگان کاربرد دارند.
5. کاربردهای زیست‌محیطی
الف) آشکارسازی نشتی‌ها
در صنایع پتروشیمی، خطوط لوله و تصفیه‌خانه‌ها، از مرکاپتان به‌عنوان نشانگر نشتی گازها استفاده می‌شود.
ب) حذف فلزات سنگین
برخی مرکاپتان‌ها می‌توانند به‌عنوان عامل شلات‌کننده برای جداسازی فلزاتی مانند جیوه، کادمیم و نقره از فاضلاب یا پساب صنعتی به‌کار روند.
6. کاربرد در صنعت عطر و طعم (با غلظت بسیار کم)
اگرچه مرکاپتان‌ها در غلظت بالا بسیار بدبو هستند، اما برخی از آنها در غلظت بسیار پایین، ویژگی‌های عطری خاصی دارند. در ساخت برخی ترکیبات طعم‌دهنده مصنوعی از تیول‌ها استفاده می‌شود.
مثال:
- 4-متیل‌تیول‌پنتان-2-اون در بوی پنیر کهنه یا گوشت فرآوری‌شده
- بنزیل مرکاپتان در برخی اسانس‌های خاص
7.کاربرد در صنعت گازهای صنعتی و کالیبراسیون
الف) گازهای بو دار برای تست نشت
مرکاپتان به گازهای صنعتی افزوده می‌شود تا به‌عنوان بو نشانگر (odorant gas) در تست ایمنی خطوط و اتصالات استفاده شود.
ب) کالیبراسیون تجهیزات نشت‌یابی
مخلوط‌های گازی حاوی مقادیر مشخصی از مرکاپتان برای کالیبراسیون دستگاه‌های آشکارساز گاز استفاده می‌شوند.
8. صنایع چاپ، چسب و رزین
برخی ها در تولید رزین‌های اپوکسی، چسب‌های صنعتی و پوشش‌های مقاوم در برابر مواد شیمیایی کاربرد دارند. آنها به عنوان سخت‌کننده (Hardener) یا اصلاح‌کننده خواص رزین عمل می‌کنند.
9. کاربردهای خاص و تحقیقاتی
الف) شیمی آلی و سنتز ترکیبات پیچیده
به‌عنوان معرف‌های واکنش‌دهنده در سنتزهای آلی استفاده می‌شوند.
ب) تحقیقات زیستی
بررسی رفتار آنزیم‌های گوگرددار، سنتز پروتئین‌ها و عملکرد زیستی گروه‌های SH در سیستم‌های زنده.
نتیجه‌گیری مرکاپتان یک ترکیب گوگرددار با بوی بسیار قوی است که نقش کلیدی در ایمنی گازهای بی‌بو مانند گاز طبیعی دارد. کاربردهای آن در صنایع مختلف، از ایمنی گازها گرفته تا تولید دارو و حشره‌کش، نشان‌دهنده اهمیت این ماده است. با این حال، به‌دلیل خاصیت اشتعال‌پذیری و سمی بودن، کار با مرکاپتان نیازمند رعایت دقیق اصول ایمنی و استانداردهای صنعتی است
بدون دیدگاه